(57)【要約】      （修正有）【課題】使用者が各種の入力音声パターンを記憶する必要がなく、且つ音声パターンを限定し認識範囲を縮小しても音声認識の正確性が向上する選択可能な音声パターンの音声認識装置の入力装置を提供する。【解決手段】複数の音声パターンを提供する音声パターン選択ユニットと、該複数の音声パターンを出力且つ切換えて使用者の選択に供する出力インターフェースと、該使用者により入力された音声を認識して認識結果を得る音声認識ユニットと、データを記録する内容データ・ベースと、該認識結果に基づいて該内容データ・ベースに至り対応データ・ベースを検索するデータ・ベース検索ユニットとを備えてなる音声認識装置の音声入力装置を提供する。【選択図】  図１
2006189799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音声パターンを提供する音声パターン選択ユニットと、
前記複数の音声パターンを出力し且つ切換えて使用者の選択に供する出力インターフェースと、
前記使用者により入力される音声を認識して認識結果を得る音声認識ユニットと、
データを記録する内容データ・ベースと
前記認識結果に基づいて前記内容データ・ベースにアクセスして対応データを検索するデータ・ベース検索ユニットと、
を備えてなることを特徴とする選択可能な音声パターンの音声入力装置。
【請求項２】
前記出力インターフェースは表示器か又はスピーカーであることを特徴とする請求項１記載の音声入力装置。
【請求項３】
前記音声認識ユニットはさらに
前記音声を入力する入力装置と、
入力された前記音声の特徴パラメータを抽出する特徴パラメータ抽出装置と、
認識参照用に供する複数の認識語彙と言語モデル目録と
認識参照用に供する音響学モデルと、
前記音声の特徴パラメータ、前記複数の認識語彙及び前記言語モデルに基づいて該音声を認識する音声認識エンジンと、
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の音声入力装置。
【請求項４】
前記使用者が前記復数の音声パターンの中の一つを選択した後、前記音声パターン選択ユニットは前記選択された音声パターンの前記認識語彙及び言語モデルに対応して起動し、これにより前記音声認識エンジンの参照に供することを特徴とする請求項１記載の音声入力装置。
【請求項５】
（ａ）複数の音声パターンを提供するステップと、
（ｂ）複数の音声パターンを表示し且つ切換えるステップと、
（ｃ）複数の音声パターンの中の一つを選択するステップと、
（ｄ）前記選択された音声パターンに対応する一モデルを起動するステップと、
（ｅ）音声を入力するステップと、
（ｆ）前記モデルを参照して前記音声に対して認識を行なうと共に、認識結果を得るステップと、
（ｇ）前記認識結果をデータ・ベース検索ユニットに入力するステップと、
（ｈ）前記データ・ベース検索ユニットが内容データ・ベースにアクセスして前記認識結果に対応する内容を検索するステップと、
を備えてなることを特徴とする選択可能な音声パターンの音声入力方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｆ）はさらに、
（ｆ１）前記音声の特徴パラメータを抽出するステップと、
（ｆ２）前記特徴パラメータに基づいて、前記モデルを参照して前記音声に対し認識を行なうステップと、
を備えてなり、その中ステップ（ｆ１）はさらに、
ｆ（１１）前記音声に対して前処理を遂行するステップと、
ｆ（１２）前記音声の特徴パラメータを抽出するステップと、
を備えてなり、その中ｆ（１１）さらに、
前記音声信号を増幅するステップと、
前記音声信号を正規化するステップと、
前記音声信号に対してプリエンファシス（pre-emphasis）処理を行なうステップと、
前記ハミング・ウィンドウ（Hamming Window）に音声信号を乗ずるステップと、
前記音声信号をローパス・フィルタ又はハイパス・フィルタにかけるステップと、
を備えてなり、及び／又は前記ステップｆ（１２）はさらに、前記音声信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transformation, FFT）処理を行うステップと、
前記音声信号のメル−周波数セプストラム係数（Mel-Frequency Cepstrum Coefficients, MFCC）を求めるステップと、
を備えてなることを特徴とする請求項５記載の音声入力方法。
【請求項７】
認識語彙と言語モデル目録の動的更新方法であって、前記認識語彙と言語モデル目録は複数の認識語彙と言語モデルを備え、且つ選択可能な音声パターンの音声入力装置に用いられ、前記選択可能な音声パターンの音声入力装置はさらに内容データ・ベースと、
認識語彙と言語モデル／インデックスの作成ユニットを備え、次のステップからなり、
そのステップは
（ａ）前記内容データ・ベースの内容が部分的に変動するステップと、
（ｂ）前記認識語彙及び言語モデル／インデックスの作成ユニットにより、
前記内容データ・ベースの関連内容をロードして認識語彙と言語モデル及びインデックスに転換するステップと、
（ｃ）前記認識語彙と言語モデルを前記認識語彙と言語モデル作成インデックス中に記憶するステップと、
（ｄ）前記インデックスを内容データ・ベース中に記録させるステップとを備えてなる、
ことを特徴とする認識語彙と言語モデル目録の動的更新方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音声入力方法及び装置に関し、特に音声パターンの選択のための音声入力方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声認識技術の急速な発展につれて、音声認識システムは、家庭用電化製品、通信、マルチメディア及び情報等の製品分野に適用されつつある。しかしながら音声認識システムが発展する際、常に直面する課題の一つは、使用者がマイクロホンに対する時何を話したらよいか分からず、特に音声認識システムを組み込んだ製品において高度に自由度が許容された場合、使用者はともすれば何をすればよいか分からないために、音声入力の使用がもたらす利益を享受できない。
【０００３】
現行の音声認識機能を備える装置における音声入力方式は概ね次の三種類に分けられる。
【０００４】
１．単一の音声パターンの入力を提供する：
使用者は該装置の限定により単一の音声パターンを入力することしかできない。その欠点は音声パターンの変化が少なすぎ、ある応用分野において使用の不足を来たすか、又は対象の事象を精確に表現できない。
【０００５】
２．多様な音声パターンの入力を提供する：
使用者は当該装置に適用可能な音声パターンを理解するために取扱説明書を精読してどれだけの音声パターンが使用に供されるかを知ることができるが、一旦使用者が適用可能な音声パターンを忘れると、これを思い出すためにマニュアルを見直す必要がある。又、もし自然語を入力形式として採用した場合、使用者は音声認識範囲が増えるので音声認識の正確さが低下し、そして使用者は音声パターンの制限を受けないが、音声認識範囲が大幅に増加するので、音声認識の正確さは低下する。
【０００６】
３．対話又は類似対話の機構を提供する：
使用者はシステム・インターフェースを経由する端末により誘導されて、システムと使用者との間で対話が確立され、全音声入力方式がステップごとに進行する。しかしその欠点は常に時間がかかり、そして全部の過程が冗長に流されやすく、特に操作の間、音声認識が間違いを生じた場合使用者は耐えることが難しいかもしれない。
【０００７】
上記三種類の入力方式はいずれもそれぞれ不可回避な欠陥があるので、使用者が現行の音声認識機能を具備した装置を使用した場合、このようなヒューマン・インターフェースを使用してもたらされる利益を享受できず、反対にこのような音声制御装置を使用するよりも、むしろ手動ボタン又はキー・イン入力による方が好ましいと感じるので、音声制御装置は普及化の過程で一定の制限を受けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、出願人は上記従来の技術の欠点にかんがみ、鋭意試験と研究とを重ねた結果、ついに本発明の音声認識のための音声パターン選択方法及び装置を案出した。
【０００９】
本発明の主たる目的は使用者が各種の入力音声パターンを記憶する必要がなく、且つ音声パターンを限定し認識範囲を縮小しても音声認識の正確性が向上する選択可能な音声パターンの音声入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明により提供される選択可能な音声入力装置は、複数の音声パターンを提供する音声パターン選択ユニットと、該複数の音声パターンを出力し且つ切換えて使用者の選択に供する出力インターフェースと、使用者により入力された音声を認識して認識結果を得る音声認識ユニットと、データを記録する内容データ・ベースと、該認識結果に基づいて該内容データ・ベースにアクセスして対応データを検索するデータ・ベース検索ユニットとを備えてなる。
【００１１】
上記本発明の音声入力装置において、該出力インターフェースはモニター（表示器）か又は拡声器である。
【００１２】
また上記本発明の音声入力装置において、該音声認識ユニットはさらに、該音声を入力する音声入力装置と、入力された該音声の特徴パラメータを抽出する特徴パラメータ抽出装置と、認識参照用に供する複数の認識語彙及び音声モデルを備える認識語彙および言語モデル目録と、認識参照用に供する音響学モデルならびに該音声の特徴パラメータ、該複数の認識語彙と該言語モデルならびに音響学モデルに基づいて該音声を認識する音声認識エンジンとを備えてなる。
【００１３】
また上記本発明の音声入力装置において、該使用者が該複数の音声パターンの中の特定の一つを選択すると、該音声パターン選択ユニットは該選択された音声パターンの該認識語彙及び音声モデルに対応して起動し、これにより該音声認識エンジンの参考に供する。
【００１４】
さらには上記目的を達成するために本発明により提供される選択可能な音声パターンの音声入力方法は、（ａ）複数の音声パターンを提供するステップと、（ｂ）複数音声パターンを表示し且つ切換えるステップと、（ｃ）複数音声パターンの中の特定の一つを選択するステップと、（ｄ）一つのモデルを起動して該選択された音声パターンに対応するステップと、（ｅ）音声を入力するステップと、（ｆ）該モデルを参照して該音声に対して認識を行なうと共に、認識結果を生成するステップと、（ｇ）該認識結果をデータ・ベース検索ユニットに入力するステップと、（ｈ）該データ・ベース検索ユニットが内容データ・ベースにアクセスして、該認識結果に対応する内容を検索するステップと、を備えてなる。
【００１５】
上記本発明の音声入力方法において、ステップ（ｆ）はさらに（ｆ１）該音声の特徴パラメータを抽出するステップと、（ｆ２）該特徴パラメータに基づいて、該モデルを参照して該音声に対し認識を行なうステップとを備えてなる。
【００１６】
また上記本発明の音声入力方法において、ステップ（ｆ１）はさらに、（ｆ１１）該音声に対して前処理を行なうステップと、（ｆ１２）該音声から特徴パラメータを抽出するステップとを備えてなる。
【００１７】
また上記ステップ（ｆ１１）はさらに、該音声信号を増幅するステップと、該音声信号に対して正規化するステップと、該音声信号に対してプリエンファシス（pre-emphasis）を遂行するステップと、音声信号にハミング・ウィンドウ（Hamming  Window）を乗ずるステップと、該音声信号をローパス・フィルタ又はハイパス・フィルタにかけるステップとを備えてなる。
【００１８】
また上記本発明の音声入力方法において、該ステップf(１２)はさらに、該音声に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transformation, FFT）処理を進行するステップと、該音声のメル周波数セプストラム係数（Mel-Frequency Cepstrum Coefficients, MFCC）を求めるステップとを備えてなる。
【００１９】
さらに又、本発明により提供される態様は、認識語彙と言語モデル目録の動的更新方法であって、該認識語彙及び言語モデル目録は複数の認識語彙と言語モデルを備え、且つ選択可能な音声パターンの音声入力装置に用いられ、該選択可能な音声パターンの音声入力装置はさらに内容データ・ベースと、認識語彙及び言語モデル／インデックス作成ユニットとを備え、そのステップは（ａ）該内容データ・ベースの内容を部分的に変動するステップと、（ｂ）該認識語彙と言語モデル／インデックス作成ユニットにより、該内容データ・ベースの関連内容をロードして認識語彙と言語モデルをインデックスに転換するステップと、（ｃ）該認識語彙と言語モデルを該認識語彙と言語モデル目録中に記憶するステップと、（ｄ）該インデックスを内容データ・ベース中に記憶するステップとを備えてなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は新規性、進歩性及び実用性を有する選択可能な音声パターンの音声入力装置及び方法を提供する。本発明により提供された音声入力装置によれば、使用者は必ずしも入力された音声パターンを覚える必要がなく、マイクロホンに対してどうして良いか分らないという状況が発生しない。言うなれば使用者が本発明により提供された音声制御装置を所有していれば、多くの指令及び音声パターンを記憶しなくて良いという利点を享受する。また、本発明により提供された音声入力装置及び方法は、音声パターンを限定して、認識範囲が縮小されたので音声認識の正確性を向上できると共に、より容易な認識が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は添付図面を参照しながら以下の実施例を説明することにより、より十分に理解される。
図１は本発明の選択可能な音声パターンの音声入力装置の好適な実施例を示す図である。図において該音声入力装置は音声パターン選択ユニット１０１と、出力インターフェース１０２と、音声認識ユニット１０３と、内容データ・ベース１０４と、データ・ベース検索ユニット１０５とを備えてなる。該音声パターン選択ユニット１０１は複数種音声パターンを出力インターフェース１０２に提供し、出力インターフェース１０２はこれら音声パターンを出力して使用者の切換選択に供する。そして音声認識ユニット１０３は責任を負って使用者により入力された音声を認識し、認識結果をデータ・ベース検索ユニット１０５へ伝達する。またデータ・ベース検索ユニット１０５は該認識結果を参照して内容データ・ベース１０４にアクセスして、該認識結果のデータに対応してこれを検索する。内容データ・ベース１０４は使用者が必要とするデータを記憶する。
【００２２】
実際上の応用において、出力インターフェースは好適には拡声器か又はディスプレイ・スクリーンである。音声認識ユニット１０３はさらに、入力装置１０３１と、特徴パラメータ抽出装置１０３２と、複数の認識語彙及び言語モデルを含む、認識語彙及び言語モデル目録１０３３と、音響学モデル１０３４と、音声認識エンジン１０３５とを備えてなる。入力装置１０３１は使用者に音声を入力させるためのものであり、特徴パラメータ抽出装置１０３２は責任を負って入力音声の特徴パラメータを抽出し、音声認識エンジン１０３５は選び取った特徴パラメータと、認識語彙と言語モデル目録１０３３内の認識語彙及び言語モデルと、音響学モデル１０３４とを参照して、該音声に対して認識を進め、しかる後、認識結果をデータ・ベース検索ユニット１０５に伝送する。また他に、音声認識エンジン１０３５が参照した認識語彙と言語モデルの選択は、使用者が特定音声パターンを選択した後、音声パターン選択ユニット１０１により認識語彙と言語モデル目録１０３３の中、該音声パターンに対応する認識語彙及び言語モデルを起動する。
【００２３】
次に図２は本発明の選択可能な音声パターンの音声入力装置のハードウェア外観の好適な実施例を示す図である。図において、音声入力装置２はマイクロホン２０１と、モニター２０２と、表示の音声パターン２０３と、閲覧（ブラウザー）ボタン２０４と、録音ボタン２０５とを備えてなる。使用者は閲覧ボタン２０４を利用して選択に供する音声パターン２０３の閲覧に切換えると、音声パターン２０３がモニター２０２上に表示される。当節のＭＰ３フラッシュ携帯端末を例に取れば、音声で歌曲を検索する場合、可能な音声パターンは「曲名」、「歌手名」、「歌手名＋曲名」等であり、また小型映写機では可能な音声パターンは「映画名」、「男（女）主演名」、「監督名」等であり、閲覧ボタン２０４を繰り返して選択すると、これら音声パターンが一つ一つモニター２０２上に表示される。使用者は押しボタンの選択を介して音声パターンを設定した後、録音ボタン２０５を押すと、マイクロホン２０１を通して音声を入力することができ、それに続いて選定された音声パターン２０３が続く。
【００２４】
次に図３は認識語彙及び言語モデルの更新を示す見取図である。この種の装置中のデータ（例えば歌曲、フィルム又はこの種の装置に記録可能ないずれのファイル形式のデータ）は常に変動し、一旦データが変動すると、検索と認識のための、関連の認識語彙と言語モデル及びそのインデックスを更新しなければならない。
【００２５】
図３から分るように、更新の起動命令がくだると、認識語彙と言語モデル／インデックスの作成ユニット３０３を介して内容データ・ベース３０２に記録されている関連データがロードされると共に、認識語彙及び言語モデル目録３０１に記録させ、これを内容データ・ベース３０２内に記録することにより認識語彙と言語モデルの更新の目的を達成する。
【００２６】
また図４は本発明の認識語彙と認識言語モデルの更新フローチャートである。先ずステップＡにおいて、内容データ・ベースのデータが部分的に変動する。次にステップＢにおいて、認識語彙と言語モデル／インデックスの作成ユニットにより、データ・ベースの関連内容がロードすると共に、認識語彙と言語モデルをインデックスに変換する。そして、ステップＣにおいて、該認識語彙と言語モデルを該認識語彙及び言語モデル目録中に記憶させ、ステップＤにおいて該インデックスを内容データ・ベース中に記録する。
【００２７】
具体的態様において、更新の起動命令を上記音声入力装置の選択メニュー中に加えられ、それにより使用者は認識語彙と言語モデル及びインデックスの更新機能を選択すれば、認識語彙及び言語モデル／インデックスの供与ユニットを起動することができ、認識語彙及び言語モデル／インデックスの供与ユニットにより上記更新ステップに基づいて記録の更新が行なわれる。また他に、認識語彙と言語モデル及びインデックスの更新操作もＰＣ端末で完成することができ、必ずしも装置端末で完成するとは限らないが、装置端末で更新動作を完成することの有利な点は、該装置により提供されたメニュー機能を介して内容を変化、増減される、装置端末は動的に更新動作を進めることができ、ＰＣ端末における頻繁な繰り返し操作のプログラムが減少されることにある。
【００２８】
上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に理解するために説明するものであり、当然本発明はこれに限定されるものでなく、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、置換等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の選択可能な音声パターンの音声入力装置の好適な実施例を示す図である。
【図２】本発明の選択可能な音声パターンの音声入力装置のハードウェア外観の好適な実施例を示す図である。
【図３】認識語彙及び言語モデルの更新を示す見取図である。
【図４】本発明の認識語彙及び言語モデルの更新フローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１０１    音声パターン選択ユニット
１０２    出力インターフェース
１０３    音声認識ユニット
１０３１  入力装置
１０３２  特徴パラメータ抽出装置
１０３３  認識語彙及び言語モデルインデックス
１０３４  音声モデル
１０３５  音声認識エンジン
１０４    内容データ・ベース
１０５    データ・ベース検索ユニット
２０１    マイクロホン
２０２    モニター
２０３    音声パターン
２０４    閲覧ボタン
２０５    録音ボタン
３０１    認識語彙及び言語モデル目録
３０２    内容データ・ベース
３０３    認識語彙及び言語モデル／インデックス作成ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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